电流、电压、电阻和电功率基本概念
教学目的：掌握电流、电压、电阻和电功率基本概念。 教学重点：电流、电压、电阻和电功率等基本概念。 教学难点：电阻定律、焦尔定律，电阻与温度的关系。
电流和电压
一、电流的基本概念
电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。
设在 t = t2－t1时间内，通过导体横截面的电荷量为 q = q2－q1，则在 t时间内的电流强度可用数学公式表示为
i(t)qt
式中，t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 q的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。
常用的电流单位还有毫安mA、微安 A、千安kA等，它们与安培的换算关系为
1 mA = 10A；
1 A = 10 A；
1 kA = 10 A
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3二、直流电流
如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(Direct Current)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。
IqtQt常数
直流电流I与时间t的关系在I－t坐标系中为一条与时间轴平行的直线。
三、交流电流
如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternating current)，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。
四、电压
1．电压的基本概念
电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为
1 mV = 103 V；
1 V = 106 V；
1 kV = 103 V 2．直流电压与交流电压
如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。
如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
电 阻
一、电阻元件
电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。 电阻定律：
RlS
——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米( · m) ；
l ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)；
2S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m) ； R ——电阻值，国际单位制为欧姆()。
经常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M)，它们与 的换算关系为
1 k = 10 ；
1 M = 10
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二、电阻与温度的关系
电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1C时电阻值发生变化的百分数。
如果设任一电阻元件在温度t1时的电阻值为R1，当温度升高到t2时电阻值为R2，则该电阻在t1 ~ t2温度范围内的(平均)温度系数为
R2R1R1(t2t1)
如果R2 > R1，则 > 0，将R称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；如果R2
R2 = R1[1 (t2－t1)]
电功率
一、电功率
电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为
P = UI
功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与W的换算关系是
1 mW = 103 W；
1 kW = 103 W 吸收或发出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。
习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率，即其功率P = 0。
通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。
二、电气设备的额定值
为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。
额定电压——电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。
额定电流——电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。
额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。 额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。 轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。
过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。
轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。
三、焦尔定律
电流通过导体时产生的热量(焦尔热)为
Q = IRt I ——通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为A。 R ——导体的电阻值，单位为 。
T ——通过导体电流持续的时间，单位为s。 Q ——焦耳热单位为J。
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